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title: "用宝可梦解释 Prolog 基础"
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date: 2026-01-18T13:30:00+08:00
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draft: false
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description: "通过宝可梦对战系统理解逻辑编程语言 Prolog 的核心概念——事实、规则、查询，以及它为什么比 SQL 和电子表格更灵活。"
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tags:
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- Prolog
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- 宝可梦
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- 编程语言
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- 翻译
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poet: |
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众里寻他千百度，
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蓦然回首，那人却在，灯火阑珊处。
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——辛弃疾，中国，1140–1207
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> 原文作者：Alexander Petros
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> 原文链接：[Prolog Basics Explained with Pokémon](https://unplannedobsolescence.com/blog/prolog-basics-pokemon/)
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> 本文已获授权翻译，有删节和注释。
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启发这篇文章的项目有点傻——我要详细描述一个儿童电子游戏的机制——但正是这个特定问题最终让我真正理解了 Prolog。这是自从读了 Bruce Tate 的《七周七语言》以来一直在追寻的顿悟。
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对于某些类型的关系，逻辑编程是我用过的最简洁、最具表现力的编程系统。要理解为什么，让我们来聊聊宝可梦。
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## 宝可梦基础
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宝可梦是一个电子游戏系列，设定在一个人类与各种色彩缤纷的动物角色共存的世界。"Pokémon" 既是系列名称，也是这些动物角色的统称，每个角色都有自己的物种名称。从妙蛙种子（#1）到桃歹郎（#1025），共有超过一千种不同的宝可梦物种。
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<div style="display:flex;gap:8px;justify-content:center;margin:1rem 0"><img src="/images/pokemon/pikachu.png" alt="皮卡丘" style="width:32%"><img src="/images/pokemon/archeops.png" alt="始祖大鸟" style="width:32%"><img src="/images/pokemon/dipplin.png" alt="裹蜜虫" style="width:32%"></div>
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{{< caption >}}受欢迎的宝可梦包括（从左到右）：皮卡丘（#25）、始祖大鸟（#567）和裹蜜虫（#1101）。{{< /caption >}}
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现在有各种各样的宝可梦游戏，但主系列始终围绕着捕捉和对战。在对战中，你的六只宝可梦队伍与另一支队伍交锋。每只宝可梦配备四个招式，通常用来对对手造成伤害。你需要将对方所有宝可梦的 HP 减到零，同时防止对方先对你做同样的事。
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每只宝可梦都有独特的特性影响对战表现：基础能力值、可学的招式、特性和属性组合。这里的庞大组合数量正是试图用软件来追踪这些信息的动机。
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{{< caption >}}巨钳螳螂是虫/钢属性，攻击力高但速度低（数据来自 Smogon）。{{< /caption >}}
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**速度**决定哪个招式先出手；**攻击和特攻**分别影响物理招式和特殊招式的伤害；**防御和特防**影响受到的伤害。
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**属性**尤其重要。招式有属性（如火或岩石），宝可梦可以拥有最多两种属性。如果招式属性对对方宝可梦效果绝佳，造成双倍伤害；效果不佳则只造成一半伤害。
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{{< caption >}}月石是岩石/超能力属性。岩石弱水，超能力对水中性，所以冲浪会造成 2 倍伤害。{{< /caption >}}
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举个直观的例子：火属性的喷射火焰对草属性宝可梦造成 2 倍伤害（草弱火），但水属性的冲浪只造成 ½ 伤害（草抗水）。
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属性修正可以叠加。巨钳螳螂是虫/钢属性，虫和钢都弱火，所以火属性招式对它造成 4 倍伤害。电弱水，但地面免疫电——如果你对水/地面的巨沼怪使用电属性招式，伤害为零，因为 0×2 还是 0。
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{{< caption >}}宝可梦属性相克表。{{< /caption >}}
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这些基本上就是我 8 岁时理解的宝可梦机制。点击招式造成伤害，尽量选择属性相克有利的招式。这些游戏是为儿童设计的，表面上看并不难。
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## Prolog 基础
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在解释宝可梦机制底层有多复杂之前，先解释逻辑编程的工作原理。宝可梦非常适合逻辑编程，因为宝可梦对战本质上是一个极其精密的规则引擎。
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首先创建一个包含事实的文件：
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```prolog
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pokemon(bulbasaur).
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pokemon(ivysaur).
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pokemon(venusaur).
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pokemon(charmander).
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pokemon(charmeleon).
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pokemon(charizard).
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pokemon(squirtle).
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pokemon(wartortle).
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pokemon(blastoise).
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```
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在 Prolog 中，我们声明"谓词"（Predicate）。谓词定义关系：`bulbasaur` 是一个 `pokemon`，`charmander` 是一个 `pokemon`，以此类推。我们称这个谓词为 `pokemon/1`，因为它有一个参数。
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这些事实被加载到一个交互式提示符——"顶层"（top-level）中。你输入一个语句到提示符，Prolog 试图找出所有使该语句为真的方式：
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```
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?- pokemon(squirtle).
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true.
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```
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不是所有东西都是宝可梦。
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```
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?- pokemon(alex).
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false.
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```
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接着添加宝可梦的属性，作为谓词 `type/2`：
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```prolog
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type(bulbasaur, grass).
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type(bulbasaur, poison).
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type(ivysaur, grass).
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type(ivysaur, poison).
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type(charmander, fire).
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type(squirtle, water).
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type(blastoise, water).
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```
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有些宝可梦只有一种属性，有些有两种。后一种情况用两个 `type` 事实建模。妙蛙种子是草属性，也是毒属性——两者都为真。
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交互式查询：
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```
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?- type(squirtle, water).
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true.
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?- type(squirtle, grass).
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false.
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```
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Prolog 中首字母大写的名字是**变量**。Prolog 尝试将谓词与变量的所有可能匹配进行"合一"：
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```
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?- type(squirtle, Type).
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Type = water.
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```
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对于有两种属性的宝可梦，谓词会合一两次：
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```
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?- type(venusaur, Type).
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Type = grass
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; Type = poison.
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```
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分号 `;` 表示"或"。任何参数都可以是变量，这意味着我们可以从任意方向提问。所有草属性宝可梦有哪些？只需把第一个参数设为变量：
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```
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?- type(Pokemon, grass).
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Pokemon = bulbasaur
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; Pokemon = ivysaur
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; Pokemon = venusaur
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; ...
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```
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逗号用于列出多个谓词——Prolog 会合一变量使得所有谓词都为真。列出所有水/冰属性的宝可梦：
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```
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?- type(Pokemon, water), type(Pokemon, ice).
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Pokemon = dewgong
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; Pokemon = cloyster
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; Pokemon = lapras
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; Pokemon = ironbundle
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; false.
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```
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Iron Bundle 是一只水/冰属性宝可梦，特攻很高。具体多高？
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```
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?- pokemon_spa(ironbundle, SpA).
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SpA = 124.
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```
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特攻这么高，我们想利用强力的特殊招式。Iron Bundle 会哪些特殊招式？
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```
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?- learns(ironbundle, Move), move_category(Move, special).
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Move = blizzard
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; Move = freezedry
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; Move = hydropump
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; Move = icebeam
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; Move = icywind
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; ...
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```
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Freeze-Dry 是一个特别好的特殊招式。找出所有特攻大于 120、会 Freeze-Dry 的冰属性宝可梦：
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```
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?- pokemon_spa(Pokemon, SpA), SpA #> 120, learns(Pokemon, freezedry), type(Pokemon, ice).
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Pokemon = glaceon, SpA = 130
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; Pokemon = kyurem, SpA = 130
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; Pokemon = kyuremwhite, SpA = 170
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; Pokemon = ironbundle, SpA = 124.
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```
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最后一个概念：**规则**（Rules）。规则有头部和主体，如果主体为真，则规则合一：
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```prolog
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damaging_move(Move) :-
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move_category(Move, physical)
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; move_category(Move, special).
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```
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```
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?- damaging_move(tackle).
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true.
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?- damaging_move(rest).
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false.
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```
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## SQL 对比
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到目前为止展示的内容在逻辑上并不复杂——只是关于各种事实的"与"和"或"语句。不过请花一点时间体会一下，查询这个数据库比 SQL 舒服多少。
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我会这样设置 SQL 表：
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```sql
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CREATE TABLE pokemon (pokemon_name TEXT, special_attack INTEGER);
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CREATE TABLE pokemon_types(pokemon_name TEXT, type TEXT);
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CREATE TABLE pokemon_moves(pokemon_name TEXT, move TEXT, category TEXT);
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```
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然后查询特攻 > 120、会 Freeze-Dry 的冰属性宝可梦：
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```sql
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SELECT DISTINCT pokemon, special_attack
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FROM pokemon as p
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WHERE p.special_attack > 120
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AND EXISTS (SELECT 1 FROM pokemon_moves as pm
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WHERE p.pokemon_name = pm.pokemon_name AND move = 'freezedry')
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AND EXISTS (SELECT 1 FROM pokemon_types as pt
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WHERE p.pokemon_name = pt.pokemon_name AND type = 'ice');
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```
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对比等效的 Prolog 查询：
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```
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?- pokemon_spa(Pokemon, SpA), SpA #> 120, learns(Pokemon, freezedry), type(Pokemon, ice).
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```
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我不是在贬低 SQL——我很喜欢 SQL——但 Prolog 版本简单和灵活得令人惊叹。如果我们继续添加更多条件，SQL 查询会变得难以管理，而 Prolog 查询仍然易于阅读和编辑。
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## 升级
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宝可梦对战拥有数量惊人的机制，以复杂且概率性的方式相互影响。我尚未提及的部分机制：
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- 某些招式有一定概率落空
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- 某些招式会提升或降低能力值
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- 宝可梦可以携带具有各种效果的物品
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- 伤害计算不是恒定的，而是呈正态分布
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- 宝可梦可以被冰冻、灼伤、麻痹、中毒或陷入睡眠
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- 各种场地效果（天气、戏法空间等）会改变招式伤害和出手顺序
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- 每只宝可梦都有一个特性（如漂浮免疫地面招式、降雨改变天气、强行增伤 1.3 倍）
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- 玩家分配努力值提升选定能力值
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如果你想为这个游戏构建软件，挑战在于在所有复杂性的建模过程中不疯掉。Prolog 在这方面出奇地擅长，主要有两个原因：
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- 查询模型擅长描述临时组合
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- 数据模型非常适合以一致的方式分层叠加规则
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为了说明这一点，以下是我为宝可梦选秀联赛实现优先度招式的过程。
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宝可梦选秀大致就是字面意思。宝可梦根据实力被赋予分值，每个玩家获得一定分数，轮流选直到用完。你的队伍最终会有大约 8-11 只宝可梦，每周你和联赛中的另一个人正面交锋。
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我定义的队伍：
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```prolog
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alex(meowscarada).
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alex(weezinggalar).
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alex(swampertmega).
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alex(latios).
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alex(volcarona).
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alex(tornadus).
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alex(politoed).
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alex(archaludon).
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alex(beartic).
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alex(dusclops).
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```
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我的宝可梦里有哪些会 Freeze-Dry？
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```
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?- alex(Pokemon), learns(Pokemon, freezedry).
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false.
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```
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一个都没有。唉。
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非常重要的一类招式为**优先度招式**。大多数招式的优先度为零：
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```
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?- move_priority(Move, P).
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Move = absorb, P = 0
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; Move = accelerock, P = 1
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; Move = acid, P = 0
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; ...
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```
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Accelerock 的优先度为 1。使用它的宝可梦会先于任何使用优先度 0 招式的宝可梦行动，即使后者速度更高。
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我定义一个 `learns_priority/3` 谓词：
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```prolog
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learns_priority(Pokemon, Move, P) :-
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learns(Pokemon, Move),
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move_priority(Move, P),
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||
P #> 0.
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```
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"我的队伍学会了哪些优先度招式"——返回了大量答案，但很多是双打专用招式。过滤掉双打招式和保护招式：
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```prolog
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learns_priority(Mon, Move, Priority) :-
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learns(Mon, Move),
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\+ doubles_move(Move),
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\+ protection_move(Move),
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Move \= bide,
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move_priority(Move, Priority),
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||
Priority #> 0.
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doubles_move(helpinghand).
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doubles_move(allyswitch).
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doubles_move(ragepowder).
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protection_move(detect).
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protection_move(protect).
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protection_move(endure).
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protection_move(magiccoat).
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```
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搞定！结果精简为真正有用的优先度招式：
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```
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?- alex(Pokemon), learns_priority(Pokemon, Move, Priority).
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Pokemon = meowscarada, Move = quickattack, Priority = 1
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; Pokemon = meowscarada, Move = suckerpunch, Priority = 1
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; Pokemon = beartic, Move = aquajet, Priority = 1
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; Pokemon = dusclops, Move = shadowsneak, Priority = 1
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; Pokemon = dusclops, Move = suckerpunch, Priority = 1.
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```
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优先度招式的缺乏实际上是我的队伍的一大弱点。
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同样地查询对手的优先度招式也非常有用：
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```
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?- morry(Pokemon), learns_priority(Pokemon, Move, Priority).
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Pokemon = mawilemega, Move = suckerpunch, Priority = 1
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; Pokemon = walkingwake, Move = aquajet, Priority = 1
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; ...
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```
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此时，Morry 提了一个挑战：恶作剧之心特性的宝可梦，其变化招式额外获得 +1 优先度。能否在规则中体现？
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我的队伍恰好有一只这样的宝可梦——Tornadus。使用 Prolog 的 if/then 结构 `->/2`，三分钟搞定：
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```prolog
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learns_priority(Mon, Move, Priority) :-
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||
learns(Mon, Move),
|
||
\+ doubles_move(Move),
|
||
\+ protection_move(Move),
|
||
Move \= bide,
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move_priority(Move, BasePriority),
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||
(
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pokemon_ability(Mon, prankster), move_category(Move, status) ->
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Priority #= BasePriority + 1
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; Priority #= BasePriority
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),
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Priority #> 0.
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```
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现在查询会包含 Tornadus 所有变化招式的提升后优先度。
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## 与电子表格的比较
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宝可梦社区已经有类似的工具，构建在最优秀的编程界面上：朴素的电子表格。
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{{< caption >}}Techno 的准备文档，一份功能强大的 Google Sheets。{{< /caption >}}
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我使用一份被称为"Techno's Prep Doc"的 Google Sheets，输入队伍后自动生成海量对阵信息。
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我好奇它的优先度招式查找公式是怎样的。
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{{< caption >}}电子表格后端的硬编码招式列表。{{< /caption >}}
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结果是——相当复杂：
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```
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={IFERROR(ARRAYFORMULA(VLOOKUP(FILTER(INDIRECT(Matchup!$S$3&"!$AV$4:$AV"),
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INDIRECT(Matchup!$S$3&"!$AT$4:$AT")="X"),
|
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{Backend!$L$2:$L,Backend!$F$2:$F},2,FALSE))),
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||
IFERROR(FILTER(INDIRECT(Matchup!$S$3&"!$AW$4:$AW"),
|
||
INDIRECT(Matchup!$S$3&"!$AT$4:$AT")="X"))}
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```
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Prolog 的范式显然更具可扩展性。电子表格后端是一个硬编码的显要招式列表，而我的数据库可以查找**任何**招式。这个查询——找出 Tornadus 学会的、对 Justin 队伍中任何成员效果绝佳的特殊招式——在现有工具中根本不存在。我只用了 30 秒就拼出来了：
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```
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?- justin(Target), learns(tornadus, Move),
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super_effective_move(Move, Target), move_category(Move, special).
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Target = charizardmegay, Move = chillingwater
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; Target = scizor, Move = heatwave
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; Target = scizor, Move = incinerate
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; Target = screamtail, Move = sludgebomb
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; ...
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```
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## 最后的思考
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这个项目始于一个玩笑——"如果我拿 Prolog 来做宝可梦组队会怎样"——但它教给我的逻辑编程知识比任何教科书都多。
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我最大的领悟是：**Prolog 迫使你思考什么是真的，而不是做什么。** 在命令式编程中，大部分精力花在控制流上。在 Prolog 中，你只需陈述什么是真的，让求解器处理剩下的事。
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对于一个有着数千条互动规则的规则引擎（比如宝可梦对战），这简直是天启。与其写 if/else 链检查属性相克，不如声明属性表，让 Prolog 处理其余部分。
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1. 安装 SWI-Prolog 并玩玩 [prologdex](https://github.com/alexpetros/prologdex) 数据集
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2. 阅读 [Adventure in Prolog](http://www.amzi.com/AdventureInProlog/) 教程
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3. 用 Prolog 对你熟悉的领域建模——它会彻底改变你对数据和关系的思考方式
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祝编码愉快，愿你的属性相克永远是效果绝佳。
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